延长油田长6原油组分特征及其相互作用研究

Journal of Advances in Physical Chemistry 物理化学进展, 2015, 4, 1-8

Published Online February 2015 in Hans. /journal/japc

/10.12677/japc.2015.41001

Research on the Characteristics and the

Interaction of Chang 6 Crude Oil from

Yanchang Oilfield

Yang Ning1, Huijun Su1, Gang Chen1*, Jie Zhang1, Deyao Tang2, Jingrui Zhao2

1College of Chemistry and Chemical Engineering, Xi’an Petroleum University,Xi’an Shaanxi

2Shaanxi Yanchang Petroleum Oilfield Chemical Technology Co., LTD,Yan’an Shaanxi

Email: *gangchen@

Received: Mar. 8th, 2015; accepted: Mar. 20th, 2015; published: Mar. 26th, 2015

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/licenses/by/4.0/

Abstract

To study the characteristics of components of crude oil and the interactions, chromatogram sepa-ration, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Ultraviolet Spectroscopy (UV) and optical microscope methods were used to study the components, the thermal response process and the effect on the wax deposition behavior of Chang 6 crude oil from Yanchang oil field. The results in-dicated that aromatic hydrocarbons and saturated hydrocarbons will evaporate in low tempera-ture while resin and asphaltene will evaporate and react in high temperature. The interaction between the components can inhibit precipitation of wax crystal effectively. When added different polarity components, the behaviors of saturated hydrocarbons are quite different from the crude oil. The optical microscope analysis showed that the addition of resin and asphaltene to saturated hydrocarbons can increase the number of wax crystal particles and decrease their dimensions during the cooling crystallization process, and also the body of wax crystal will change from aci-cular and flake to spherical which can prevent the particles from contacting and crosslinking each other to form bulk wax crystal aggregation.

Keywords

Crude Oil, Component Analysis, Colloid, Asphaltene, Wax Deposition

延长油田长6原油组分特征及其相互作用研究

宁阳1，苏慧君1，陈刚1*，张洁1，唐德尧2，赵景瑞2

*通讯作者。

延长油田长6原油组分特征及其相互作用研究

1西安石油大学化学化工学院，陕西西安

2陕西延长石油油田化学科技有限责任公司，陕西延安

Email: *gangchen@

收稿日期：2015年3月8日；录用日期：2015年3月20日；发布日期：2015年3月26日

摘要

为了研究延长油田原油组分特征及其相互作用，利用柱层色谱分离法、热重法、傅里叶红外光谱、紫外光谱和偏光显微分析等表征方法及手段，对采自延长油田的长6原油样品进行了组分分离、分析并对其热重行为、饱和烃组分结蜡行为等进行了研究。结果表明，原油热重反应过程中，低温下主要是原油中轻、中组分(饱和烃、芳香烃)的物理蒸发，高温下主要是重组分(胶质沥青质)的物理蒸发及少量化学反应。偏光显微分析发现原油中的胶质、沥青质使饱和烃组分冷却结晶时的蜡晶颗粒数增多，分散度增大，尺寸相对减小，蜡晶的形状由针状、片状变为颗粒状，因而蜡晶之间的联结强度减弱，不易缔合形成大块蜡晶聚集体，说明原油各组分相互作用可以有效抑制蜡晶的长大析出。

关键词

原油，组分分离，组分分析，结蜡

1. 引言

原油是由相对分子质量从数十到数千的、数目众多的烃类和非烃类化合物组成的一种复杂的胶体体系[1]。原油中各组分含量不仅影响原油的低温流变性能(如凝点、粘度等)，也影响原油添加剂(如降粘剂、降凝剂等)的作用效果，一般来说，含有较多正构烷烃的原油凝点高，粘度小；相对而言，含有较多芳香烃的原油凝点低、粘度大。此外，原油中还含有一定量的石蜡，当温度降低到一定程度时这些石蜡会不断析出、相互聚集缔合，逐渐形成三维网状空间结构，将原油的液态组分包裹，最终导致原油失去流动性。一般常向原油加入蜡晶抑制剂抑制蜡晶析出，如向原油中加入乙烯-乙烯醋酸盐共聚物能有效抑制原油蜡晶析出[2]。胶质、沥青质是原油中平均相对质量比较大的组分，其杂原子(如氧、氮等)含量高、极性强[3]，分子间可通过氢键作用形成很强的内聚力使原油具有很高的粘度[4]。胶质沥青质的存在会使原油粘度大幅增加，当其含量较高时往往还会使原油具有非牛顿体系的流变学特征，然而它们是天然的表面活性剂，经过热处理以后，可以抑制原油中蜡晶的析出长大，从而达到改善原油流变性的目的[5]。胶质使蜡的固–液相变能降低，同时促使其由斜方晶型向正交晶型转变，从而使原油的凝点降低[6] [7]。原油组分相互作用会影响原油性质，进而影响原油的开采、集输和储运，如果能够掌握足够的原油组分特征及其相互作用影响关系，就能预测在原油流动性改造过程中可能出现的问题，以便做出必要的预防措施来避免损失，而且可以减少原油处理剂的用量，降低开采、集输成本。原油的组成可采用多种物理和化学方法进行研究，其中原油组分分离方法主要有液相色谱、离子交换、溶剂萃取、柱层析、气相色谱、超临界流体色谱法等[8]，其中柱层析法因其快速、简便、试剂用量少和分析成本低等优点而得到普遍的应用。

延长油田位于鄂尔多斯盆地，拥有资源面积5.58万平方公里，探明地质储量17亿吨，是陆上典型的低—超低渗透油藏，常规开发难度大、效益差、采收率低，而其原油具有的高含蜡量、高凝点的特点使得开采更加困难[9]。近年来采取诸如热采、表面活性剂驱等采油方式提高了采收率，但是在采油及集输